一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市商業(yè)地產(chǎn)的數(shù)量日益增加，規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。行人計(jì)數(shù) 可以為商業(yè)地產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)者和城市公共安全管理者提供重要的決策依據(jù)，是一項(xiàng)既有商業(yè)價(jià) 值、又有安全意義的工作。目前，公共場(chǎng)所有應(yīng)用接觸式閘機(jī)行人計(jì)數(shù)的方法，也有非接觸 式紅外二值激光或視頻行人計(jì)數(shù)的方法。這些計(jì)數(shù)方法在特定場(chǎng)景下有各自的優(yōu)勢(shì)，但都 存在不足，難以達(dá)到用戶期望的計(jì)數(shù)效果。
[0003] 在特定場(chǎng)景中，基于普通單目攝像機(jī)的行人計(jì)數(shù)方法可以實(shí)現(xiàn)較好的計(jì)數(shù)效果。 但是，在光線變化劇烈的場(chǎng)景、暗光的場(chǎng)景或行人遮擋明顯的場(chǎng)景下，基于普通單目攝像機(jī) 的計(jì)數(shù)方法亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)。目前有研究提出利用紅外激光測(cè)距儀進(jìn)行行人計(jì)數(shù)的 方法，這種方法計(jì)數(shù)通過(guò)檢測(cè)高度變化計(jì)算行人的數(shù)量，在行人密集的場(chǎng)景下無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn) 確的行人計(jì)數(shù)，而且可能無(wú)法準(zhǔn)確判斷行人的進(jìn)出方向。
[0004] 因此，市場(chǎng)需要一種新的計(jì)數(shù)方法，以提高在行人密集場(chǎng)景下的計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有基于激光的行人計(jì)數(shù)方法無(wú)法有效對(duì)并排行人進(jìn)行計(jì)數(shù)，判斷行人 進(jìn)出方向的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法。為了達(dá)到 上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法，包括以下步驟：
[0007] 激光測(cè)距儀檢測(cè)返回距離信息，經(jīng)過(guò)三角運(yùn)算后，將距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高度數(shù)據(jù)；通 過(guò)與背景模型的運(yùn)算，獲取檢測(cè)點(diǎn)的前景高度；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累積，用每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的前景 高度生成時(shí)序高度圖;在時(shí)序高度圖中進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)聚類(lèi)，提取行人高度團(tuán)塊；選取高度團(tuán) 塊的幾何與形狀特征，選取高斯過(guò)程回歸方法，計(jì)算行人高度團(tuán)塊中的行人數(shù)量；
[0008] 利用一個(gè)動(dòng)態(tài)大小的滑動(dòng)窗口，作用到行人高度團(tuán)塊沿時(shí)間軸的投影上；滑動(dòng)窗 口的大小由行人高度團(tuán)塊的寬度和行人回歸結(jié)果共同決定；滑動(dòng)窗口執(zhí)行的操作包括計(jì)算 窗口內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)高度的均值和方差；通過(guò)計(jì)算均值曲線的極大值點(diǎn)，定位行人的頭部區(qū)域； 完成行人頭部定位后，利用投票方法，判斷行人的進(jìn)出方向。
[0009] 本發(fā)明提供的基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法通過(guò)置頂激光測(cè)距儀 斜照掃描的方式，可以在不與行人接觸的前提下，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的室內(nèi)外行人計(jì)數(shù)及方向 判斷。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不 構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中：
[0011] 圖1為本發(fā)明提供的一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法的流程圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明提供的一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法的設(shè)備部 署正面視圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明提供的一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法的設(shè)備部 署側(cè)面視圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明提供的一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法的時(shí)序高 度圖；
[0015] 圖5為本發(fā)明提供的一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法的高度聚 類(lèi)的流程圖；
[0016] 圖6為本發(fā)明提供的一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法的行人高 度團(tuán)塊圖；
[0017] 圖7、8為本發(fā)明提供的一種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法的檢測(cè) 點(diǎn)進(jìn)出方向判別圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例 以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0019] 實(shí)施例：
[0020] -種基于高斯過(guò)程回歸的激光雙向行人計(jì)數(shù)方法，包括以下步驟：
[0021] 激光測(cè)距儀檢測(cè)返回距離信息，經(jīng)過(guò)三角運(yùn)算后，將距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高度數(shù)據(jù)；通 過(guò)與背景模型的運(yùn)算，獲取檢測(cè)點(diǎn)的前景高度；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累積，用每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的前景 高度生成時(shí)序高度圖;在時(shí)序高度圖中進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)聚類(lèi)，提取行人高度團(tuán)塊；選取高度團(tuán) 塊的幾何與形狀特征，選取高斯過(guò)程回歸方法，計(jì)算行人高度團(tuán)塊中的行人數(shù)量；
[0022] 利用一個(gè)動(dòng)態(tài)大小的滑動(dòng)窗口，作用到行人高度團(tuán)塊沿時(shí)間軸的投影上；滑動(dòng)窗 口的大小由行人高度團(tuán)塊的寬度和行人回歸結(jié)果共同決定；滑動(dòng)窗口執(zhí)行的操作包括計(jì)算 窗口內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)高度的均值和方差；通過(guò)計(jì)算均值曲線的極大值點(diǎn)，定位行人的頭部區(qū)域； 完成行人頭部定位后，利用投票方法，判斷行人的進(jìn)出方向。
[0023] 圖1為本方法的流程。方法分為三部分，11-13。
[0024] 步驟11，設(shè)備按照?qǐng)D2和圖3的方式部署。其中，設(shè)備的視角為δ，檢測(cè)點(diǎn)i與檢 測(cè)中心的夾角為Θ，測(cè)得距離為D，設(shè)備傾斜角度為·，部署高度為H。將采集檢測(cè)點(diǎn)距 離，轉(zhuǎn)換為檢測(cè)點(diǎn)的高度，高度計(jì)算公式為％ = W cos。
[0025] 結(jié)合背景高度，轉(zhuǎn)換為檢測(cè)點(diǎn)的前景高度。前景高度的計(jì)算方法為 foreground [i] = (| h [i] - background [i] |〈threshold)) ? background [i] : d[i] 〇 為了 避免購(gòu)物車(chē)或其它非行人物品對(duì)計(jì)數(shù)的影響，如果前景高度小于閾值，則將前景高度設(shè)置 為0〇
[0026] 通過(guò)一段時(shí)間的累積，構(gòu)成檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)序高度圖（如圖4)。實(shí)現(xiàn)高度圖的每行是 每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的尚度，按照時(shí)序先后排列。
[0027] 步驟12是高度聚類(lèi)，其詳細(xì)過(guò)程如下：
[0028] 步驟41，遍歷時(shí)序高度圖；
[0029] 步驟42,判斷當(dāng)前檢測(cè)點(diǎn)的高度是否大于閾值；
[0030] 步驟43,找到高度大于閾值的檢測(cè)點(diǎn)后，判斷高度大于閾值的檢測(cè)點(diǎn)是否屬于已 有的高度團(tuán)塊，如果不屬于已知高度團(tuán)塊，則從這個(gè)檢測(cè)點(diǎn)出發(fā)，開(kāi)始廣度優(yōu)先遍歷算法， 將所有相鄰的高度大于閾值的檢測(cè)點(diǎn)加入高度團(tuán)塊。
[0031] 步驟13,選擇高度團(tuán)塊中的特征，利用高斯過(guò)程回歸方法計(jì)算高度團(tuán)塊中的行人 數(shù)量。
[0032] 選擇高度團(tuán)塊中檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量為幾何特征。
[0033] 選擇高度團(tuán)塊的周長(zhǎng)為幾何特征。高度團(tuán)塊的周長(zhǎng)被定為團(tuán)塊邊界點(diǎn)的數(shù)量。邊 界點(diǎn)背定義為
t其中，C表示一個(gè)高度團(tuán)塊，N4(X)表示點(diǎn) X的四鄰域。
[0034] 選擇高度團(tuán)塊的外接矩形的寬為形狀特征。
[0035] 選擇高度團(tuán)塊的外接矩形的高為團(tuán)塊的形狀特征。
[0036] 選擇高度團(tuán)塊的外接矩形的高寬比為團(tuán)塊的形狀特征。
[0037] 選擇高度團(tuán)塊的圓形度為團(tuán)塊的形狀特征。圓形度被定義為
[0038] 選擇高度團(tuán)塊的形狀復(fù)雜度為團(tuán)塊的形狀特征。形狀復(fù)雜度被定義為
[0039] 使用高度團(tuán)塊的幾何形狀特征，利用高斯過(guò)程回歸方法，判斷高度團(tuán)塊中的行人 數(shù)量。
[0040] 參考《中國(guó)成年人人體尺寸》(GB 10000-1988)，將人體頭肩比例近似為1:2。由高 度團(tuán)塊的寬W和行人數(shù)量N，設(shè)置一個(gè)滑動(dòng)窗口，大小為
[0041]